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  • 【SpringCloud】Spring Cloud Sleuth + Zipkin 服务调用链路追踪（二十五）

    服务调用链路追踪

    　　微服务架构是一个分布式架构，它按业务划分服务单元，一个分布式系统往往有很多个服务单元。由于服务单元数量众多，业务的复杂性，如果出现了错误和异常，很难去定位。主要体现在，一个请求可能需要调用很多个服务，而内部服务的调用复杂性，决定了问题难以定位。所以微服务架构中，必须实现分布式链路追踪，去跟进一个请求到底有哪些服务参与，参与的顺序又是怎样的，从而达到每个请求的步骤清晰可见，出了问题，很快定位。

    　　举个例子，在微服务系统中，一个来自用户的请求，请求先达到前端A（如前端界面），然后通过远程调用，达到系统的中间件B、C（如负载均衡、网关等），最后达到后端服务D、E，后端经过一系列的业务逻辑计算最后将数据返回给用户。对于这样一个请求，经历了这么多个服务，怎么样将它的请求过程的数据记录下来呢？这就需要用到服务链路追踪。

    　　Google开源的 Dapper链路追踪组件，并在2010年发表了论文《Dapper, a Large-Scale Distributed Systems Tracing Infrastructure》，这篇文章是业内实现链路追踪的标杆和理论基础，具有非常大的参考价值。　　

    　　常见的业界开源解决方案

    　　1、Dapper（谷歌）

    　　2、Zikpin，与Spring Cloud Sleuth结合的比较好

    　　3、Eagleeye（阿里）

    　　4、pinpoint

    　　5、skywalking

    　　本文主要讲述如何在Spring Cloud Sleuth中集成Zipkin。在Spring Cloud Sleuth中集成Zipkin非常的简单，只需要引入相应的依赖和做相关的配置即可。

    Spring Cloud Sleuth简介

    　　Spring Cloud Sleuth为Spring Cloud实现了分布式跟踪解决方案。

    　　官网：https://cloud.spring.io/spring-cloud-static/spring-cloud-sleuth/2.2.2.RELEASE/reference/html/#introduction

    　　术语

    　　Span：基本工作单元。例如，发送RPC是一个新的跨度，就像发送响应到RPC一样。跨度由跨度的唯一64位ID和跨度所属的跟踪的另一个64位ID标识。跨区还具有其他数据，例如描述，带有时间戳的事件，键值注释（标签），引起跨度的跨区ID和进程ID（通常为IP地址）。

    　　跨度可以启动和停止，并且可以跟踪其时序信息。创建跨度后，您必须在将来的某个时间点将其停止。

    　　Trace：一组spans，形成树状结构。例如，如果您运行分布式大数据存储，则跟踪可能由PUT请求形成。

    　　Annotation：用来及时记录一个事件的，一些核心注解用来定义一个请求的开始和结束 。这些注解包括以下：

      • cs：客户端已发送。客户提出了要求。此注释指示跨度的开始。
      • sr：接收到服务器：服务器端收到了请求并开始处理它。从此时间戳中减去cs时间戳可显示网络延迟。
      • ss：服务器已发送。在请求处理完成时进行注释（当响应被发送回客户端时）。从此时间戳中减去sr时间戳将显示服务器端处理请求所需的时间。
      • cr：收到客户。表示跨度结束。客户端已成功收到服务器端的响应。从此时间戳中减去cs时间戳将显示客户端从服务器接收响应所需的整个时间。

    　　图显示了Span和Trace在系统中的外观以及Zipkin批注：

     　　

    　　　　音符的每种颜色都表示一个跨度（从A到G共有七个spans- ）。请考虑以下注意事项：

    　　　　Trace Id = X
　　　　Span Id = D
　　　　Client Sent

    　　　　该说明指出，当前跨距跟踪编号设定为X和Span标识设置为d。同样，发生了Client Sent事件。

    　　　　下图显示了spans的父子关系：

    　　　　

    Zipkin简介

    　　Zipkin是一个分布式跟踪系统。它有助于收集解决服务体系结构中的延迟问题所需的时序数据。功能包括该数据的收集和查找。

    　　官网：https://zipkin.io/

    链路追踪案例

    　　架构图

    　　

    　　Zipkin服务端搭建

    　　　　1、下载Zipkin服务端jar包，可以去网关下载，也可以去地址：https://dl.bintray.com/openzipkin/maven/io/zipkin/java/zipkin-server/

    　　　　2、使用命令启动Zipkin服务端，命令：java -jar zipkin-server-2.12.9-exec.jar

    　　　　　　

    　　　　3、使用浏览器访问地址：http://127.0.0.1:9411，9411是Zipkin的默认端口

    　　　　　　

    　　Sleuth服务提供者项目搭建

    　　　　Eureka注册中心搭建参考：【SpringCloud】快速入门（一）

    　　　　1、新建一个模块（springcloud-provider-sleuth-payment8010）作为Sleuth服务提供者

    　　　　2、修改pom文件，引入依赖zipkin + sleuth，以及eureka

     1 <!-- zipkin + sleuth -->
 2 <dependency>
 3     <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
 4     <artifactId>spring-cloud-starter-zipkin</artifactId>
 5 </dependency>
 6 
 7 <!-- eureka client -->
 8 <dependency>
 9     <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
10     <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
11 </dependency>

    　　　　查看spring-cloud-starter-zipkin依赖，可以看到它包含了spring-cloud-starter-sleuth以及spring-cloud-starter-sleuth-zipkin依赖

    　　　　

    　　　　完整pom文件如下：

     1 <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
 2 <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
 3          xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
 4          xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
 5     <parent>
 6         <artifactId>test-springcloud</artifactId>
 7         <groupId>com.test</groupId>
 8         <version>1.0-SNAPSHOT</version>
 9     </parent>
10     <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
11 
12     <artifactId>springcloud-provider-sleuth-payment8010</artifactId>
13 
14     <dependencies>
15 
16         <!-- zipkin + sleuth -->
17         <dependency>
18             <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
19             <artifactId>spring-cloud-starter-zipkin</artifactId>
20         </dependency>
21 
22         <!-- eureka client -->
23         <dependency>
24             <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
25             <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
26         </dependency>
27 
28         <!-- spring boot -->
29         <dependency>
30             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
31             <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
32         </dependency>
33         <dependency>
34             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
35             <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
36         </dependency>
37 
38         <dependency>
39             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
40             <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
41             <scope>runtime</scope>
42             <optional>true</optional>
43         </dependency>
44 
45         <dependency>
46             <groupId>org.projectlombok</groupId>
47             <artifactId>lombok</artifactId>
48             <optional>true</optional>
49         </dependency>
50         <dependency>
51             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
52             <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
53             <scope>test</scope>
54         </dependency>
55     </dependencies>
56 
57 </project>
    pom.xml

    　　　　3、编辑application.yml配置文件

     1 # 端口
 2 server:
 3   port: 8010
 4 
 5 spring:
 6   application:
 7     name: cloud-sleuth-provider
 8   zipkin:
 9     # zipkin url地址
10     base-url: http://localhost:9411
11   sleuth:
12     sampler:
13       # 采样率值介于 0 到 1 之间， 1 则表示全部采集
14       # 默认值：0.1，即10％
15       probability: 1
16 
17 eureka:
18   client:
19     service-url:
20       defaultZone: http://localhost:8761/eureka

    　　　　4、编写启动类

    1 @SpringBootApplication
2 public class PaymentMain8010 {
3     public static void main(String[] args) {
4         SpringApplication.run(PaymentMain8010.class, args);
5     }
6 }

    　　　　5、编写Controller

    1 @RestController
2 public class PaymentController {
3 
4     @GetMapping("/payment/zipkin")
5     public String paymentZipkin(){
6         return "Hi, this is payment zipkin server";
7     }
8 }

    　　　　6、测试

    　　　　　　1）启动Eureka注册中心，启动Sleuth服务提供者

    　　　　　　2）访问地址：http://127.0.0.1:8010/payment/zipkin，正常获取内容

    　　　　　　

    　　Sleuth服务消费者项目搭建

    　　　　1、新建一个模块（springcloud-consumer-sleuth-order7995）作为Sleuth服务消费者

    　　　　2、修改pom文件，引入依赖zipkin + sleuth，以及eureka，内容同上

    　　　　3、编辑application.yml配置文件

     1 # 端口
 2 server:
 3   port: 7995
 4 
 5 spring:
 6   application:
 7     name: cloud-order
 8   zipkin:
 9     base-url: http://localhost:9411
10   sleuth:
11     sampler:
12       # 采样率值介于 0 到 1 之间， 1 则表示全部采集
13       probability: 1
14   
15 eureka:
16   client:
17     service-url:
18       defaultZone: http://localhost:8761/eureka

    　　　　4、编写启动类

    1 @SpringBootApplication
2 public class OrderMain7995 {
3     public static void main(String[] args) {
4         SpringApplication.run(OrderMain7995.class, args);
5     }
6 }

    　　　　5、编写配置类

     1 @Configuration
 2 public class AppConfig {
 3 
 4     /**
 5      * 注入restTemplate，请用请求rest接口
 6      * @return
 7      */
 8     @Bean
 9     // 标注此注解后，RestTemplate就具有了客户端负载均衡能力
10     // 负载均衡技术依赖于的是Ribbon组件~
11     // RestTemplate都塞入一个loadBalancerInterceptor 让其具备有负载均衡的能力
12     @LoadBalanced
13     public RestTemplate restTemplate(){
14         return new RestTemplate();
15     }
16 }

    　　　　6、编写controller，调用服务

     1 @RestController
 2 public class OrderController {
 3 
 4     @Autowired
 5     private RestTemplate restTemplate;
 6 
 7     @GetMapping("/consumer/payment/zipkin")
 8     public String paymentZipkin(){
 9         String result = restTemplate.getForObject("http://CLOUD-SLEUTH-PROVIDER" + "/payment/zipkin", String.class);
10         return result;
11     }
12 
13 }

    　　　　7、测试

    　　　　　　1）启动Eureka注册中心，启动Sleuth服务提供者、消费者，Zipkin服务端

    　　　　　　2）访问地址：http://127.0.0.1:7995/consumer/payment/zipkin，正常获取内容

    　　　　　　　　

    　　　　　　3）查看Zipkin的Web界面，地址：http://127.0.0.1:9411/zipkin，点击查询按钮

    　　　　　　　　显示如下，可以看到里面的请求记录，包括：ROOT（微服务名，请求方式，请求路径）、TRACE ID、开始时间、持续时间

    　　　　　　　　

    　　　　　　4）查看最近一次请求CLOUD-ORDER的详情数据

    　　　　　　　　

    　　　　　　5）打开依赖页面，进行搜索，可以看打时间段内，服务之间的依赖关系

    　　　　　　　　

     
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